高考物理大题热点题型专练八选修34word版.docx
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高考物理大题热点题型专练八选修34word版
2020年高考物理大题热点题型专练（八）
选修3-4
1.物理·选修3—4
（1）如图所示，在水面下方深度为d处有一点光源S，在距离点光源水平距离为
处折射出一条光线，折射角为
。
已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是______。
A.水对该光的折射率为
B.该光在水中的速度为
C.该光由水中传播到空气中，颜色发生变化
D.从空气向水里看，点光源到水面的距离小于d
E.点光源照亮水面的最大面积为
（2）如图所示，位于坐标原点处的质点从
时沿y轴正方向做简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，
时第一次形成图示的波形，此时坐标原点处的质点振动频率突然增大为原来的2倍，振幅和波的传播速度均不发生变化。
（i）求该波的传播速度；
（ii）
时，经平衡位置向上振动的质点中，在此后10s的时间内，运动的总路程至少为多少？
2.物理·选修3—4
（1）一列简谐横波在空气中沿x轴传播，在
时刻的波形如图中实线所示，虚线是这列波在
时刻的波形图。
则下列说法正确的是____________。
A.这列波的周期可能是1.2s
B.这列波的波长为12m
C.在0.4s内这列波可能向左传播14m
D.这列波的波速可能是40m/s
E.这列波进入水中后波长减小、频率增大
（2）如图所示，一个半径为R的
圆弧玻璃体放在水平面上，圆弧的圆心在O点，玻璃体的竖直平面部分已镀银。
在O点左侧的水平面上有一发光点P，当P点发出的光线与水平方向成
角，照射到圆弧面上时，反射光线恰好沿竖直方向，而经玻璃体折射、反射、再折射后的光线恰好能返回到P点。
已知光在真空中传播速度为c，求：
（i）玻璃的折射率；
（ii）光从P点发出到再次返回到P点所经历的时间。
3.【物理——选修3—4】
（1）下列说法正确的是______。
A.增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度，其厚度等于入射光在薄膜中波长的
B.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
C.根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围不一定能产生电磁波
D.单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，则外力的频率越大，单摆的振幅也越大
E.机械波传播过程中，当遇到尺寸比机械波波长小的障碍物时能发生明显的衍射现象
（2）2019年12月21日，世界最大冰雪乐园—长春冰雪大世界试营业，吸引了无数游客的目光。
一个圆柱体的冰柱的横截面为半径是R的圆，如图所示。
在该截面的圆周上有一点光源B向圆柱体内发射单色光，在圆柱外恰好看到圆柱体表面有一半被照亮，已知该单色光在真空中的波长为
。
求：
①该冰柱的折射率及该单色光在冰中的波长。
②入射角为
的单色光射出圆柱体时，折射角的正弦值。
（结果可用根式表示）
4.【选修3－4】
（1）如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是（）
A．两列波具有相同的波速
B．此时b波上的质点Q正向上运动
C．一个周期内，质点Q沿x轴前进的距离是质点P的1.5倍
D．在质点P完成30次全振动的时间内质点Q可完成20次全振动
E．a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样
（2）某工件由相同透明玻璃材料的三棱柱和四分之一圆柱组成，该玻璃材料的折射率为n＝2.其截面如图所示，△ABC为直角三角形，∠B＝30°，CDE为四分之一圆，半径为R，CE贴紧AC.一束单色平行光沿着截面从AB边射入工件后，全部射到了BC边，然后垂直CE进入四分之一圆柱．
①求该平行光进入AB界面时的入射角θ；
②若要使到达CD面的光线都能从CD面直接折射出来，该四分之一圆柱至少要沿AC方向向上移动多大距离．
5.[物理选修3-4]
（1）如图为一单摆做受迫振动的振幅
与驱动力频率
的关系图象，由图可知____________。
A.单摆的摆动幅度随驱动力频率的增大先增大后减小
B.单摆自由摆动时的周期
C.单摆的摆长为
D.若摆长变短，单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的关系图象的峰值向左移动
E.单摆做稳定的受迫振动时，单摆振动的频率等于其固有频率
（2）如图所示，在真空中放置一横截面是半径为
的半圆的玻璃砖，
为半圆的直径且方向水平，
为半圆圆心，紧挨玻璃砖的右侧垂直
放置一光屏。
细激光束
以与夹角为60°的方向沿半径从圆弧面射向玻璃砖，在光屏上观察到两个小圆斑
，测量得到
。
（i）求玻璃砖的折射率和两个小圆斑
之间的距离。
（ii）若细激光束
从真空中以与
夹角为60°的方向射向圆心
同样可以在光屏上观察到两个小圆斑，求两个小圆斑之间的距离。
6.【选修3-4】
（1）如图所示，有两列沿
轴方向传播的横波，振幅均为
，其中实线波甲向右传播且周期为
、虚线波乙向左传播，
时刻的波形如图所示。
则下列说法正确的是____________.
A.乙波传播的频率大小为
B.甲乙两列波的速度之比为2:
3
C.两列波相遇时，能形成稳定的干涉现象
D.
时
处的质点沿
轴的负方向振动
E.
时
处的质点处在平衡位置
（2）如图所示为两个完全相同且正对的半球形玻璃砖，其中玻璃砖的半径大小为
，其中
为两球心的连线，一细光束沿平行于
的方向由左侧玻璃砖外表面的
点射入，已知
点到轴线
的距离为
光束由
点射岀左侧玻璃砖、然后由
点射入右侧玻璃砖，最后恰好在右侧玻璃砖内表面的
点发生全反射（图中
三点均未画出），忽略光束在各面的反射，已知玻璃砖的折射率均为
.求:
①光束在
点的折射角
②
点到轴线
的距离.
7.【物理—选修3-4】
（1）图甲为一列简谐横波在
时刻的波形图，图乙为介质中
处的质点P的振动图象，Q为
处的质点。
下列说法正确的是______。
A.波沿x轴负方向传播
B.波速为20m/s
C.从
开始，质点P比质点Q先运动到波谷
D.从
到
时间内，质点P加速度越来越小
E.
时刻，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
（2）如图所示，在水平桌面上方固定一个倒置的圆锥形玻璃砖，过其顶角C和底面圆心O的剖面图为图中的等腰直角三角形
，底面水平且半径为
。
一束圆柱状平行光束竖直向下照射到玻璃砖底面上，该光束的中心沿
方向，截面半径为L。
已知玻璃砖对该光束的折射率为n。
①为了使光束能从玻璃砖的侧面射出，折射率n应满足什么条件？
②在满足①中条件的基础上，求桌面上有光线照射的区域面积S和折射率n的关系式。
8.【物理——选修3—4】
（1）如图甲所示，在
平面内有两个沿z轴方向做简谐振动的波源
和
，两波源的振动图线分别如图乙、丙所示，两列波的波速均为0.50m/s。
这两列波从波源传播到点
的振幅为_______，两列波引起的点
处质点的振动相互______（选填“加强”或“减弱”），点
处质点的振动相互________（选填“加强”或“减弱”）。
（2）如图所示，一半径
、横截面为六分之一圆的透明柱体水平放置，O为横截面的圆心，该柱体的
面涂有反光物质。
一束光竖直向下从A点射向柱体的
面，入射角
，进入柱体内部后，经过一次反射恰好从柱体的D点射出。
已知光在真空中的速度
，
，
。
试求：
（结果均保留3位有效数字）
①透明柱体的折射率。
②光在该柱体的传播时间t。
答案以及解析
1.答案：
（1）BDE
（2）（i）由图可知波长
由于波源质点沿y轴正方向运动，因而波的最前端的质点必然沿y轴向上运动，图示图形为
时第一次形成的波形，因而图形右边还有一个半波形没有画出来，则应有
波速为
解得
（ⅱ）波源质点的振动频率增大为原来的2倍，则周期变为原来的一半，即
图示图形中
处的质点向上运动时，经过
后传过来的波的周期变为
，该质点在10s内运动的路程最少。
由图可知振幅
因而总路程为
解得
解析：
（1）光线在水中与法线夹角的正切值为
，因而折射率为
，选项A错误；根据
可得该光在水中的速度为
，选项B正确；光由水中传播到空气，频率不变，因而颜色不变，选项C错误；从空中向水里看，观察到的深度为
，选项D正确；根据
，解得
，选项E正确。
2.答案：
（1）ABD
（2）（i）光线经镀银层部分反射后，恰好能再次回到P点，说明光在玻璃内的反射光线与入射光线重合，即方向垂直镀银面，则可作出P点发出的光经圆弧面反射和折射的光路如图所示。
由于
，结合图中几何关系可知，
且
，所以
则
所以
（ii）根据以上几何关系可知
为等腰三角形
则可得
光在玻璃中传播速率为
则光传播的时间为
联立可得
解析：
（1）由图可知，该波的波长为
，故选项B正确。
根据实线与虚线之间的关系可知，当波向右传播时有
，则其周期为
；当波向左传播时有
，则其周期为
，由此可知选项A正确。
由
可知选项C错误，D正确。
机械波在不同介质中传播时，频率不变，波长改变，由于机械波在空气中传播速度小于在液体中传播速度，故在水中传播时波长应增大，选项E错误。
3.答案：
（1）BCE
（2）①看到半个圆柱体被照亮，显然圆柱体有一半侧面发生全反射，光路如图所示
根据发生全反射的临界角公式
由题意可知
由以上两式可得
该单色光在冰中的波长
。
②根据折射定律，有
解得
。
解析：
（1）增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度，其厚度等于入射光在薄膜中波长的
，A项错误。
在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，光的波长变大，则条纹间距变宽，B项正确。
根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电（磁）场产生恒定不变的磁（电）场，C项正确。
做受迫振动的物体，当周期性外力的频率等于其固有频率时，振幅最大，D项错误。
机械波传播过程中，当遇到尺寸比机械波波长小或者与波长相近的障碍物时能发生明显的衍射现象，E项正确。
4.答案：
（1）ABD;
（2）①45°;②
解析：
（1）两列简谐横波在同一介质中传播,波速相同,故A正确;此时a波上质点P的运动方向向下,由波形平移法可知,波向左传播,则知此时b波上的质点Q正向上运动,故B正确;在简谐波传播过程中,介质中质点只上下振动,不会沿x轴迁移,故C错误;由题图可知,两列波波长之比
波速相同,由波速公式v=λf得a、b两波频率之比为
所以在质点P完成30次全振动的时间内质点Q可完成20次全振动,故D正确;两列波的频率不同,不能产生稳定的干涉图样,故E错误.
（2）①光路如图所示:
光线在BC界面发生反射后垂直进入CE,由折射定律有:
由几何关系可知光线在BC界面的入射角β=60°
在AB界面的折射角α=30°
解得:
θ=45°
②设该材料的全反射临界角为γ,则
解得:
γ=45°
则该四分之一圆柱至少要上移的距离
.
5.答案：
（1）ABC
（2）（i）如图1所示，由题意可知细激光束
的入射角为
在真空中的折射光束的折射角为
，由
，解得
由折射定律
解得
小圆斑
为细激光束
经过反射后所形成的，则
两个小圆斑之间的距离
（ii）如图2所示，细激光束
从真空中以与
夹角为60e的方向射向圆心
入射角
。
设在
界面下方的小圆斑到
的距离为
，在
界面的反射光束的折射角为60°,由
，解得
设在
界面上方的小圆斑到
的距离为
，在
界面的反射光束的折射角为
由折射定律得
解得
由
解得
两个小圆斑之间
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